Un catalizador innovador podría hacer que el reciclaje de CO2 sea más sostenible
Un catalizador innovador podría hacer que el reciclaje de CO2 sea más sostenible. Descubra que significa esto aquí.
Si bien el dióxido de carbono puede contribuir en gran medida al cambio climático, también es un recurso potencial para producir sustancias químicas valiosas. Ahora los científicos han desarrollado un electrocatalizador basado en estaño que no sólo convierte el CO2 en productos útiles sino que además mejora su rendimiento a lo largo del tiempo.
El descubrimiento, dirigido por investigadores de la Universidad de Nottingham y la Universidad de Birmingham, ofrece un modelo para la tecnología de reciclaje de CO2 de próxima generación.
También se cree que podría hacer que la conversión de CO2 sea mucho más eficiente, ayudando a las industrias a reducir las emisiones y al mismo tiempo producir compuestos útiles como el formato, que a menudo se utiliza en productos farmacéuticos, adhesivos y polímeros.
Un catalizador que mejora con el tiempo
La electrocatálisis, que utiliza electricidad procedente de fuentes renovables para convertir el CO2 en productos químicos útiles, se considera una alternativa prometedora a los métodos basados en combustibles fósiles. Sin embargo, la mayoría de los catalizadores se degradan con el tiempo y pierden eficiencia.
Sorprendentemente, los investigadores de Nottingham descubrieron que su catalizador a base de estaño se volvía más activo cuanto más tiempo se utilizaba. Durante 48 horas, su productividad aumentó 3.6 veces manteniendo una selectividad de casi el 100 %, lo que significa que casi todos los electrones se utilizaron con éxito para reducir el CO2 en formato.
“Normalmente, los catalizadores se degradan durante el uso”, dijo el investigador Tom Burwell. “Pero observamos que la corriente que fluía a través del estaño sobre el carbono nanotexturizado aumentaba continuamente. Casi todos los electrones se utilizaron para reducir el CO2, lo que aumentó significativamente la productividad”.
El equipo también descubrió que la automejora del catalizador proviene de la descomposición de las micropartículas de estaño en nanopartículas de tan solo tres nanómetros de tamaño. Este proceso aumenta el número de sitios activos, mejorando la eficiencia en lugar de reducirla.
“Usando microscopía electrónica, descubrimos que las partículas de estaño más pequeñas lograban un mejor contacto con el carbono nanotexturizado del electrodo”, añadió Burwell. “Esto condujo a un mejor rendimiento y a centros de estaño casi diez veces más activos”.
Los investigadores ven esto como un cambio importante en el diseño de catalizadores. Aunque los cambios estructurales suelen considerarse un signo de degradación, el equipo de Nottingham demostró que un sistema bien diseñado puede permitir una adaptación dinámica, mejorando la eficiencia en lugar de reducirla.
Cada vez más cerca del cero neto
El estudio sugiere que el CO2 no es sólo un producto de desecho: es un recurso que, si se captura y convierte de manera eficiente, podría desempeñar un papel en la reducción de las emisiones industriales.
El profesor Andrei Khlobystov, uno de los principales investigadores del proyecto, llegó a decir que el descubrimiento podría ayudar a las industrias a realizar la transición hacia procesos químicos más ecológicos.
“El CO2 no sólo es un conocido gas de efecto invernadero, sino también una valiosa materia prima para la producción de productos químicos”, afirmó. “Diseñar catalizadores a partir de materiales abundantes en la tierra, como el carbono y el estaño, es vital para la conversión sostenible del CO2 y para alcanzar el objetivo de emisiones netas cero del Reino Unido”.
El estudio es parte de un esfuerzo más amplio financiado por la subvención del Programa EPSRC. “Átomos metálicos en superficies e interfaces (MASI) para un futuro sostenible”, que tiene como objetivo desarrollar catalizadores más eficientes para la conversión de carbono, hidrógeno y amoníaco.
Se espera que al mejorar el diseño de los catalizadores, la investigación ayude algún día a las industrias a reducir las emisiones mientras aprovechan el CO2 residual.
Referencia de la notica:
Self-improving nanoscale tin catalyst for CO2 conversion, published in ACS Applied Energy Materials, February 2025.